概述
電流流過鎢絲，並將其加熱。隨著加熱，增加的能量使電子能夠通過熱電子發射從燈絲中釋放出來。電子被吸引到帶正電的陽極，並以由管電位（電壓）確定的最大能量撞擊鎢靶。當電子轟擊目標時，它們通過軔致輻射和特有的相互作用將能量轉換為熱量（99％）和X射線光子（1％）。X射線光子以一束能量（X射線光譜）從光束中釋放出來，構成X射線圖像形成的基礎。設備
陰極
燈絲
用細的（0.2毫米）鎢絲製成，因為鎢：原子序數高（A 184，Z 74）是良好的熱電子發射體（擅長發射電子）可以製成細線熔化溫度很高（3422°c）燈絲的尺寸與焦點的尺寸有關。有些陰極具有寬聚焦和細聚焦兩種燈絲。調焦杯
由鉬製成：高熔點較差的熱電子發射體，因此不會釋放電子以幹擾燈絲髮出的電子束帶負電，將電子聚焦到陽極並停止空間擴散陽極
由鎢製成的靶，其原因與製造燈絲的原因相同鎢中添加了錸，以防止在高溫和使用中陽極破裂設置成帶閥杆的鉬陽極盤帶正電以吸引電子設置成一定角度，使x射線光束直接照射到病人身上。通常是5到-15定義
焦點：電子撞擊陽極的位置實際焦點：受影響的焦點軌跡的物理區域焦點軌跡：電子轟擊的陽極部分。在旋轉陽極上，這是一條圓形路徑有效焦點：投影到管外的焦點區域
固定陽極：這些通常局限於牙科放射學和放射治療系統。由一個固定的陽極和電子束不斷流到一個小區域組成。
旋轉陽極：在大多數放射線成像中使用，包括行動裝置和透視。包括一個圓盤，在圓周上有一個薄的鎢斜邊，以50hz的頻率旋轉。隨著時間的推移，它通過暴露在電子流的不同區域來克服加熱。它包括：
周圍有薄鎢靶的鉬圓盤鉬杆，它是不良的熱導體，可防止熱量傳遞到金屬軸承閥杆和轉子之間的銀潤滑軸承，對傳熱沒有影響，但在低阻力時允許非常快速的旋轉，以減輕傳熱轉子發黑，易於傳熱陽極加熱
這是X射線產生的主要限制。
$Heat (J) = kVe x mAs$ 或者 $Heat (J) = w x kVp x mAs$
kVe: 有效kVw: 通過X射線管的電壓波形。波形越均勻，發熱量越低kVp: 峰值kVmAs: 電流暴露時間乘積通常，通過真空輻射將熱量從陽極帶走，並進入玻璃外殼外部的導電油中。鉬杆傳導的熱量很少，以防止損壞金屬軸承。
熱容量
較高的熱容意味著材料的溫度僅隨熱量輸入的大量增加而少量升高。
溫升=施加的能量/熱容量
管等級
在損壞之前，每臺機器具有不同的散熱能力。機器上每個焦點的容量在製造商提供的電子管額定圖中給出。這些顯示的是系統過載之前給定的曝光時間可以使用的最大功率（kV和mA）。最大允許功率隨著以下因素而降低：
延長曝光時間減小有效焦點尺寸（熱量散布在較小的區域）對於給定的有效焦點尺寸，較大的目標角度（對於給定的有效焦點尺寸，實際的軌跡隨陽極角度的增大而變小。這意味著熱量散布在較小的區域上，並且散熱率降低了）減小圓盤直徑（熱量散布在較小的圓周和面積上）降低磁碟旋轉速度其他要考慮的因素是：
通過使用較高的mA，最大kV會降低，反之亦然。非常短的檢查可能需要更高的功率才能產生足夠的圖像。必須考慮到這一點，因為管子可能無法在這麼短的時間內處理這麼多的熱量。陽極冷卻圖
陽極不僅要承受高溫，還必須能夠迅速釋放熱量。這種能力在陽極冷卻圖中表示。它顯示了陽極從最大熱量中冷卻所需的時間，並通過在兩次曝光之間留出足夠的冷卻時間來防止陽極受損。
陽極腳跟效應
當從靶材料本身通過時，X射線束會衰減，從而導致從陰極到陽極方向的強度逐漸降低，因為有更多的靶材料要通過。因此，陰極側應放置在密度最大的區域上，因為這是射束穿透力最大的一側。減小陽極角度會產生較小的有效焦斑尺寸，這在成像中很有用，但會產生較大的陽極後跟效應。這導致光束不均勻且衰減更大。
較小的角度=較小的焦點尺寸，但較大的陽極跟效應
其他
窗口：由鈹與鋁或銅製成的濾光片。較軟（較低能量）的X射線光子會增加患者的劑量，但不會產生圖像，因為它們沒有足夠的能量穿過患者到達檢測器。為了減少對患者的這種多餘的輻射劑量，這些X射線光子被去除了。
玻璃外殼：包含真空，因此電子不會與目標碰撞。
絕緣油：通過傳導將陽極產生的熱量帶走。
過濾器：對於大於110kV的發電機，總過濾量必須大於2.5mm鋁當量（這意味著該材料提供的過濾量與大於2.5mm的鋁厚度相同）
總過濾=固有過濾+附加過濾（可移動過濾器）
產生X射線束
1.產生的電子：熱電子發射
電流通過陰極燈絲，加熱並通過熱電子發射釋放電子。電子通過在管上施加的管電壓而朝著正陽極加速。在陽極，來自電子的99％的能量轉化為熱，只有1％的能量轉化為X射線光子。
加速潛力
加速電位是施加在整個管上的電壓，以在整個管上產生從負到正的梯度，並加速電子穿過陽極。射線照相通常為50-150kV，乳腺照相通常為25-40kV，螢光檢查為40-110kV。英國主電源為230V和50Hz交流電。當電荷為負時，加速電位反轉（陰極變為正，陽極變為負）。這意味著電子不會朝著陽極加速而產生X射線束。成像的理想波形是正方波，因此電子流連續地流向陽極。我們可以通過整流將標準正弦波轉換為方波。
全波整流：使用整流電路將負電壓轉換為正電壓。但是，仍然存在電壓為零且大多數時候小於最大kV（kVp）的點。這將導致許多低能的光子。有兩種整流機制可防止過多的低能光子：
三相電源：使用三個電源，每個電源在不同的時間施加。「紋波」（最大和最小電流之差）約為kVp的15％。高頻發生器：可以提供幾乎恆定的電勢。電源快速開關（14kHz），然後可以對其進行整流。它們比三相電源緊湊得多，並且更常用。整流對頻譜的影響
平均光子能量增加- 較低能量的光子更少X射線輸出增加- 保持接近最大值的時間更長曝光時間更短- 輸出越高，可以使曝光時間更短以獲得相同的輸出降低患者劑量- 增加平均能量意味著減少對患者劑量有貢獻但對最終圖像無貢獻的低能量光子燈絲電流
電流（通常為10 A）會加熱燈絲，從而為要釋放的電子提供足夠的能量，即，它會影響釋放的電子數量。
管電流
這是流向陽極的電子，通常為0.5-1000mA。
摘要
燈絲電流流過鎢陰極燈絲（10A），並影響釋放的電子數量。管電流從陰極到陽極跨X射線管施加，並影響釋放的電子的能量和數量。2. 陽極產生X射線
電子以最大kVp的動能撞擊陽極，並通過以下方式損失能量與陽極相互作用：
彈性相互作用：很少，僅在kVp<10eV時發生。電子相互作用但保留所有能量彈性相互作用：引起原子中的激發/電離，並通過電磁（EM）輻射和熱能釋放能量互動
在陽極，電子可以幾種方式與陽極原子相互作用，以產生X射線光子。
外殼相互作用：釋放出低能EM，並迅速轉化為熱能內殼相互作用：產生特徵輻射核場相互作用：又稱軔致輻射（Bremsstahlung）特徵輻射
轟擊電子將k殼或l殼電子擊落。更高的殼電子移入空白空間。這種向較低能量狀態的運動以X射線光子的形式釋放能量。轟擊的電子繼續前進，但被轉移了。
之所以稱為「特性」，是因為發射電子的能量取決於陽極材料，而不取決於管電壓。能量以對應於不同殼的結合能的特徵值釋放。
對於鎢：
Ek - El (aka Kα) = 59.3 keV
Ek - Em (aka Kβ) = 67.6 keV
軔致輻射（Bremsstahlung）
軔致輻射導致釋放出一系列光子能量。80％的X射線是通過軔致輻射而發出的。很少有電子被完全停止，並以光子的形式釋放所有能量。更常見的是，發生一系列相互作用，其中電子通過幾個步驟損失能量。
步驟摘要
陰極上通過鎢絲施加的燈絲電流。加熱燈絲以產生足夠的能量，以克服電子的結合能（熱電子發射）。電子從燈絲釋放。在X射線管上施加管電壓。因此，電子朝著帶正電的陽極加速，這給了它們一定的能量。電子撞擊陽極，通過與陽極原子相互作用釋放的能量產生X射線光子。這些X射線光子以X射線束的形式通過窗口離開X射線管，朝向患者。它們穿過患者到達膠片，以產生X射線圖像（此部分將在下一章「與物質的相互作用」中介紹）。X射線光譜
圖中顯示了釋放的X射線光子能量的最終光譜。在特定的光能下，有一些峰會釋放出更多的X射線。這些是特徵輻射能，對於不同的材料是不同的。圖的其餘部分主要是軔致輻射，其中產生具有一定範圍能量的光子。軔致輻射佔X射線光子產生的大部分。
光束質量：光束穿透物體的能力或光束的能量。
光束數量：光束中X射線光子的數量
改變X射線光譜
20200426